CN109585850A - 含有负极活性材料的浆料、使用该浆料的负极和包含该负极的电化学装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种含有负极活性材料的浆料、使用该浆料的负极和包含该负极的电化学装置，更具体地涉及一种浆料、使用所述浆料的负极和包含所述负极的电化学装置，所述浆料包含：负极活性材料；包含丁苯橡胶和聚丙烯酸钾的粘合剂；导电材料；及分散介质。根据本发明的实施方式，可以降低电化学装置因循环进程中锂嵌入和脱嵌引起的负极活性材料的体积膨胀，由此增加负极活性材料层的耐久性，从而提高电化学装置的寿命性能，且即使在使用相对较低重均分子量的聚丙烯酸钾时，也可以形成具有高剥离力的负极活性材料层。另外，本发明的负极活性材料浆料具有高的固体成分，从而在负极活性材料层的形成过程中使能够经济地将分散介质进行干燥。

Description

含有负极活性材料的浆料、使用该浆料的负极和包含该负极 的电化学装置
本申请是分案申请，其原申请的申请号为201480001994.7，PCT申请号为PCT/KR2014/002603，申请日为2014年3月27日，发明名称为“含有负极活性材料的浆料、使用该浆料的负极和包含该负极的电化学装置”。
技术领域
本公开涉及一种含有负极活性材料的浆料，更具体地涉及如下：一种含有负极活性材料的浆料，其可以减轻通过锂嵌入和脱嵌引起的负极活性材料的体积膨胀，可以改善负极的耐久性从而提高电化学装置的寿命特性，且可以形成具有高剥离力的负极活性材料层；使用所述浆料的负极；及包含所述负极的电化学装置。
本申请要求2013年3月27日在韩国提交的韩国专利申请号10-2013-0032930的优先权，其通过参考并入本文中。
背景技术
近来，人们对储能技术的兴趣已经越来越大。电化学装置在移动电话、便携式摄像机、笔记本电脑、个人电脑和电动汽车领域已经被广泛用作能源，导致对其进行深入的研究和开发。
就这一点而言，电化学装置是极有兴趣的主题之一。特别地，可充电二次电池的开发已经成为了关注的焦点。近来，这种电池的研究和开发的重点是新型电极和电池的设计，以提高容量密度和比能量。
目前有许多可用的二次电池。其中，由于比常规水性电解质基电池例如Ni-MH、Ni-Cd和H2SO4-Pb电池有更高工作电压和更高能量密度的优势，在九十年代早期开发的锂二次电池已经引起了特别关注。
这种电化学装置通常包含正极、负极和置于正极与负极之间的隔膜。正极和负极各自包含集电器和电极活性材料层，所述电极活性材料层通过将含有电极活性材料、聚合物粘合剂和分散介质的浆料涂布在集电器的表面上，随后干燥而形成。
在电极活性材料中，负极活性材料在锂的嵌入和脱嵌过程中可能会经受体积膨胀。特别地，硅氧化物基负极活性材料可能会导致更严重的体积膨胀。
这种负极活性材料的体积膨胀可能会在电化学装置的循环期间削弱聚合物粘合剂的粘附性进而损害导电结构，从而劣化电化学装置的充放电特性和寿命特性。
发明内容
技术问题
因此，本公开的一个目的是提供如下：一种含有负极活性材料的浆料，其可以减轻在电化学装置的循环期间通过锂嵌入和脱嵌引起的负极活性材料的体积膨胀，进而改善负极活性材料层的耐久性，从而提高电化学装置的寿命特性，且即使使用具有相对较低重均分子量的聚合物粘合剂，也可以形成具有高剥离力的负极活性材料层；使用所述浆料的负极；及包含所述负极的电化学装置。
技术方案
为了实现所述目的，根据本公开的一方面，提供一种含有负极活性材料的浆料；一种含有丁苯橡胶和聚丙烯酸钾的聚合物粘合剂；一种导电材料；及一种分散介质。
在本公开中，基于100重量份的分散介质，浆料可以包含80～100重量份的负极活性材料、5～10重量份的聚合物粘合剂和1～5重量份的导电材料。
聚丙烯酸钾可以通过聚丙烯酸和氢氧化钾(KOH)的中和反应产生。
聚丙烯酸可具有400,000～800,000的重均分子量。
含有通过中和反应产生的聚丙烯酸钾的水溶液具有对应于pH 7～pH 9的氢离子浓度。
含有负极活性材料的浆料可以在23℃下具有7～56Pa·s的粘度和0.1～1s-1的剪切速率。
含有负极活性材料的浆料可还包含水基粘合剂。
水基粘合剂可以为选自以下的任一种：羧甲基纤维素、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯/丙烯共聚物、聚丁二烯、丁基橡胶、氟橡胶、聚环氧乙烷、聚乙烯吡咯烷酮、聚环氧氯丙烷、聚磷腈、聚丙烯腈、聚苯乙烯、乙烯/丙烯/二烯共聚物、聚乙烯基吡啶、氯磺化聚乙烯、胶乳、聚酯树脂、丙烯酸树脂、酚醛树脂、环氧树脂、聚乙烯醇、羟丙基纤维素及它们的混合物。
负极活性材料可具有1～30μm，优选5～20μm的平均直径。
另外，负极活性材料可包含金属锂、碳材料、金属化合物、金属氧化物或它们的混合物。
金属化合物可以为选自以下的任一种：Si、Ge、Sn、Pb、P、Sb、Bi、Al、Ga、In、Ti、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ag、Mg、Sr、Ba及它们的混合物。
金属氧化物可以为选自以下的任一种：硅氧化物、锡氧化物、钛氧化物、锂/钒基氧化物及它们的混合物。
分散介质可以为选自以下的任一种：丙酮、四氢呋喃、二氯甲烷、氯仿、二甲基甲酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、环己烷、水及它们的混合物。
另外，根据本公开的另一方面，提供一种负极，其包含集电器；和负极活性材料层，所述负极活性材料层通过将上述浆料涂布在集电器的一个或两个表面上，随后干燥而形成。
干燥可包括于120～140℃的温度下进行的第一干燥步骤和在真空下在80～100℃的温度下进行的第二干燥步骤。
另外，根据本公开的又另一方面，提供一种电化学装置，其包含正极、负极、置于正极与负极之间的隔膜和非水电解液，其中负极是上述负极。
所述电化学装置可以为锂二次电池。
技术效果
根据本公开一方面的含有负极活性材料的浆料可以减轻在电化学装置的循环期间通过锂嵌入和脱嵌引起的负极活性材料的体积膨胀，进而改善负极活性材料层的耐久性，从而提高电化学装置的寿命特性。
另外，即使使用具有相对较低重均分子量的聚丙烯酸钾，含有负极活性材料的浆料也可以形成具有高剥离力的负极活性材料层。
此外，本公开的含有负极活性材料的浆料具有高的固体成分，从而在负极活性材料层的形成过程中使能够经济地将分散介质进行干燥。
附图说明
附图说明了本公开的优选实施方式，且与前述公开一起用来提供对本发明技术主旨的进一步理解。然而，本发明不解释为限制于附图。
图1是显示含有粘合剂的水溶液的粘度对剪切速率的图。
图2是显示在本公开的实施例和比较例中制备的电化学装置在进行270次循环的过程中的容量保持率(％)的图。
具体实施方式
下文中，将详细描述本发明。在说明之前，应该理解，在本说明书和附属权利要求书中使用的术语不应该解释为限于普通和字典的意思，而应在为了最好地说明而允许发明人适当地定义术语的原则的基础上，基于对应于本发明的技术方面的意思和概念进行解释。
根据本公开的用于形成负极活性材料层的浆料包含负极活性材料；包含丁苯橡胶和聚丙烯酸钾的聚合物粘合剂；导电材料；和分散介质。分散介质可以分散负极活性材料，且可以溶解聚丙烯酸钾。
在电化学装置的负极中使用的负极活性材料可能会在锂嵌入或脱嵌的过程中经受体积膨胀。特别地，硅氧化物基负极活性材料可能会导致更严重的体积膨胀。
负极活性材料的这种体积膨胀可能会在负极活性材料层中产生裂缝，进而随着电化学装置循环的进行而导致负极活性材料的放出。由此，电化学装置的充放电特性和寿命特性可能会劣化。
为了解决该问题，在本公开的浆料中使用包含聚丙烯酸钾的聚合物粘合剂。
基于100重量份的分散介质，本公开的浆料可以包含80～100重量份的负极活性材料、5～10重量份的聚合物粘合剂和1～5重量份的导电材料。
在本公开中，聚丙烯酸钾可以通过聚丙烯酸和氢氧化钾(KOH)的中和反应产生。
聚丙烯酸可具有400,000～800,000的重均分子量。
例如，可以用1M氢氧化钾的水溶液对具有对应于大约pH 2.2的氢离子浓度的聚丙烯酸的水溶液进行滴定，进而产生具有pH 7～pH 9，优选pH 7.9～pH 8的聚丙烯酸钾的水溶液。向该水溶液中添加负极活性材料和导电材料进而获得用于形成负极活性材料层的浆料。
因此，当通过用氢氧化钾的水溶液对聚丙烯酸水溶液进行的滴定获得用于形成负极活性材料层的浆料时，聚丙烯酸钾通过聚丙烯酸与氢氧化钾的中和反应而产生，进而增加用于形成负极活性材料层的浆料的粘度。用于形成负极活性材料层的浆料可以在23℃下具有7～56Pa·s的粘度和0.1～1s-1的剪切速率。
图1是显示水溶液的粘度对剪切速率的图，所述水溶液分别含有常规使用的羧甲基纤维素(CMC)、在本公开中用作粘合剂的聚丙烯酸(PAA)和聚丙烯酸钾(PAK)。
与聚丙烯酸(PAA)的水溶液相比，聚丙烯酸钾(PAK)的水溶液在全部剪切速率区域内显示更高的粘度。
虽然这样的聚丙烯酸钾具有基本上低于普通聚合物粘合剂如具有900,000以上的重均分子量的羧甲基纤维素的重均分子量的重均分子量，但将其使用在含有负极活性材料的浆料中且将所述浆料涂布在负极上以形成具有高剥离力的负极活性材料层。
特别地，当将在锂离子的嵌入和脱嵌期间经受严重体积膨胀的负极活性材料与具有500,000以下的低重均分子量的聚合物粘合剂一起使用以形成负极活性材料层时，负极活性材料层本身具有低粘附性，且在充放电过程中导致的负极活性材料的体积膨胀可削弱聚合物粘合剂的粘附性进而损害导电结构。
然而，根据本公开，用氢氧化钾对具有400,000～800,000重均分子量的聚丙烯酸水溶液进行滴定以形成聚丙烯酸钾，且可以将包含聚丙烯酸钾的聚合物粘合剂与具有相对小尺寸的纳米级负极活性材料以及具有1～30μm，优选5～20μm平均直径的相对大的负极活性材料一起使用以形成具有高剥离力的负极活性材料层。
含有负极活性材料的浆料可还包含水基粘合剂。
水基粘合剂可以为选自以下的任一种：羧甲基纤维素、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯/丙烯共聚物、聚丁二烯、丁基橡胶、氟橡胶、聚环氧乙烷、聚乙烯吡咯烷酮、聚环氧氯丙烷、聚磷腈、聚丙烯腈、聚苯乙烯、乙烯/丙烯/二烯共聚物、聚乙烯基吡啶、氯磺化聚乙烯、胶乳、聚酯树脂、丙烯酸树脂、酚醛树脂、环氧树脂、聚乙烯醇、羟丙基纤维素及它们的混合物。
负极活性材料的非限制性实例可包含已经在电化学装置的负极中常规使用的任一种，例如可以包含金属锂、碳材料、金属化合物、金属氧化物及它们的混合物。
碳材料可以是能够嵌入锂的材料，其包括碳、石油焦炭、活性炭、石墨及其它碳材料。
金属化合物可以为选自以下的任一种：Si、Ge、Sn、Pb、P、Sb、Bi、Al、Ga、In、Ti、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ag、Mg、Sr、Ba及它们的混合物。
金属氧化物可以为选自以下的任一种：硅氧化物、锡氧化物、钛氧化物、锂/钒基氧化物及它们的混合物。
分散介质可以为选自以下的任一种：丙酮、四氢呋喃、二氯甲烷、氯仿、二甲基甲酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、环己烷、水及它们的混合物，但不限于此。
由于分散介质可残留在最终制备的电化学装置中进而引起根据其种类的多种副反应，所以可以在电化学装置的制备中将其去除。
另外，根据本公开的另一方面，提供一种负极，其包含集电器；和负极活性材料层，所述负极活性材料层通过将上述浆料涂布在集电器的一个或两个表面上，随后干燥而形成。
集电器的非限制性实例可包括由铜、金、镍、含铜合金或其组合获得的箔。
干燥可包括于120～140℃的温度下进行的第一干燥步骤和在真空下在80～100℃的温度下进行的第二干燥步骤。可以将第一干燥步骤进行2～4分钟的相对短的时间。
同时，根据本公开的含有聚丙烯酸钾的负极活性材料浆料具有大约42％的固体成分，而含有羧甲基纤维素的普通负极活性材料具有大约30％的固体成分。在负极活性材料浆料中，高的固体成分意味着在浆料中存在低量的分散介质。因此，在相同的干燥条件下，可以将含有聚丙烯酸钾的负极活性材料浆料经济地进行更短时间的干燥。
另外，根据本公开的又另一方面，提供一种电化学装置，其包含正极、负极、置于正极与负极之间的隔膜和非水电解液，其中所述负极是上述负极。
电化学装置可以是其中可发生电化学反应的任何装置，电化学装置的具体实施例包括各种原电池、二次电池、燃料单电池、太阳能单电池或电容器如超级电容器。特别地，在二次电池中，优选包括以下的锂二次电池：锂金属二次电池、锂离子二次电池、锂聚合物二次电池或锂离子聚合物二次电池。
本公开的电化学装置可以通过隔膜和电极的层压(堆叠)、折叠或堆叠/折叠以及常规的卷绕工艺来制备。
另外，对本公开的电化学装置的形状没有限制。例如，电化学装置的形状可以为圆柱状如罐状、棱柱状、袋状或硬币状。
同时，对在本公开的电化学装置中应用的正极没有特别限制，且根据在本领域中已知的常规方法，可以通过将正极活性材料结合至集电器而制造。
作为正极活性材料，可以使用在常规电化学装置的正极中通常使用的材料。正极活性材料的非限制性实例可包括锂锰氧化物、锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂铁氧化物及其组合物，即含锂的复合氧化物。另外，正极用集电器的非限制性实例可包括由铝、镍或其组合物获得的箔。
另外，可在本公开中使用的隔膜包括已经在本领域中常规使用的任一种，例如为由聚烯烃基聚合物制成的多孔膜或无纺布，但不限于此。
聚烯烃基多孔膜可以由选自以下的聚合物获得：聚乙烯，如高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯和超高分子量聚乙烯；聚丙烯；聚丁烯；聚戊烯及它们的混合物。
无纺布可以为聚烯烃基无纺布，或由选自以下的聚合物制成的无纺布：聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酯、聚缩醛、聚酰胺、聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚醚醚酮、聚醚砜、聚苯醚、聚苯硫醚、聚萘二甲酸乙二醇酯及它们的混合物。无纺布可以为结构上由长纤维构成的纺粘布或熔喷布。
多孔基材优选具有5～50μm的厚度，但不特别限制于此。另外，多孔基材具有0.01～50μm的孔径和10～95％的孔隙率，但不特别限制于此。
另外，为了改善隔膜的机械强度和电化学装置的安全性，还可以在多孔基材的至少一个表面上形成包含无机粒子和聚合物粘合剂的多孔涂层。
如果无机粒子电化学稳定，则其没有特别限制。即，可以在本公开中使用的无机粒子没有特别限制，除非在应用的电化学装置的工作电压范围(例如，基于Li/Li+为0～5V)内发生氧化还原反应。特别地，具有高介电常数的无机粒子可增加电解质盐如锂盐在液体电解质中的离解速率，从而改善电解液的离子导电性。
聚合物粘合剂可以为选自如下的至少一种：聚偏二氟乙烯-共-六氟丙烯(PVDF-HFP)、聚偏二氟乙烯-共-氯三氟乙烯、聚偏二氟乙烯-共-三氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸丁酯、聚丙烯腈、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯-共-乙酸乙烯酯、聚乙烯、聚环氧乙烷、聚芳酯、醋酸纤维素、醋酸丁酸纤维素、醋酸丙酸纤维素、氰乙基普鲁兰、氰乙基聚乙烯醇、氰乙基纤维素、氰乙基蔗糖、普鲁兰、羧甲基纤维素及它们的混合物，但不限于此。
在多孔涂层中，将聚合物粘合剂涂布在无机粒子的部分或整个表面上，并通过聚合物粘合剂将无机粒子相互连接或固定，聚合物粘合剂在无机粒子间优选形成间隙体积。即，无机粒子基本上以相互连接的方式存在，且无机粒子之间的间隙体积成为多孔涂层的孔。存在于无机粒子之间的间隙体积优选具有等于或小于无机粒子的平均直径的尺寸。
同时，在本公开中使用的电解液包含锂盐作为电解质盐。锂盐可以为在锂二次电池用电解液中常规使用的任一种。例如，锂盐的阴离子可以为选自以下的任一种：F-、Cl-、Br-、I-、NO3 -、N(CN)2 -、BF4 -、ClO4 -、PF6 -、(CF3)2PF4 -、(CF3)3PF3 -、(CF3)4PF2 -、(CF3)5PF-、(CF3)6P-、CF3SO3 -、CF3CF2SO3 -、(CF3SO2)2N-、(FSO2)2N-、CF3CF2(CF3)2CO-、(CF3SO2)2CH-、(SF5)3C-、(CF3SO2)3C-、CF3(CF2)7SO3 -、CF3CO2 -、CH3CO2 -、SCN-和(CF3CF2SO2)2N-。
在本公开中使用的电解液包含在锂二次电池用电解液中常规使用的有机溶剂，例如醚类、酯类、酰胺类、链状碳酸酯类、环状碳酸酯类及它们的混合物。
其中，代表性地使用链状碳酸酯、环状碳酸酯及它们的混合物。
环状碳酸酯可以选自碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚丙酯(PC)、碳酸1,2-亚丁酯、碳酸2,3-亚丁酯、碳酸1,2-亚戊酯、碳酸2,3-亚戊酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、其卤化物及它们的混合物。卤化物的实例包括氟代碳酸亚乙酯(FEC)等，但不限于此。
链状碳酸酯可以选自碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸二丙酯、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯及它们的混合物，但不限于此。
特别地，在上面的碳酸酯基有机溶剂中，环状碳酸酯如碳酸亚乙酯和碳酸亚丙酯具有高粘度和在电解质中更容易地离解锂盐的高介电常数。可以以适当的比例将这种环状碳酸酯与具有低粘度及低介电常数的链碳酸酯如碳酸二甲酯和碳酸二乙酯混合进而提供具有高电导率的电解液。
另外，可用作有机溶剂的醚为选自二甲醚、二乙醚、二丙醚、甲基乙基醚、甲基丙基醚、乙基丙基醚及它们的混合物中的任一种，但不限于此。
此外，可用作有机溶剂的酯为选自乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、γ-丁内酯、γ-戊内酯、γ-己内酯、σ-戊内酯、ε-己内酯及它们的混合物中的任一种，但不限于此。
根据制造工艺和最终产品的期望的物理性质，可以在电化学装置制造期间的任何适当步骤中实施非水电解质地引入。具体地，可以在组装电池之前或在组装的最后步骤将电解质引入。
下文中，将通过具体实施例对本公开进行详细说明。然而，本文中提出的说明仅是用于说明目的的优选实施例，不旨在限制本发明的范围，因此应该理解提供实施例是为了向本领域的普通技术人员进行更确切地解释。
1.实施例
(1)负极的制备
用1M氢氧化钾的水溶液(pH 7.94)对含有具有450,000重均分子量的聚丙烯酸(Sigma Aldrich)的水溶液(pH 2.21)进行滴定，进而获得含有聚丙烯酸钾的水溶液(pH7.94)。
将作为负极活性材料的KSC 1064(SiO:C，信越化学工业株式会社)和MAG-V2(人工石墨/天然石墨的混合物，日立化成工业株式会社)的重量比为1:2的混合物、作为水基粘合剂的丁苯橡胶和作为导电材料的碳纳米管添加至聚丙烯酸钾的水溶液中且相互混合以获得浆料(pH 7.37)，所述浆料以90:7:3的重量比含有负极活性材料、聚合物粘合剂和导电材料，聚合物粘合剂以7:3的重量比包含丁苯橡胶和聚丙烯酸钾。
即，由滴定获得的聚丙烯酸钾和丁苯橡胶充当浆料的聚合物粘合剂，水充当浆料的分散介质。然后，通过常规方法将含有负极活性材料的浆料涂布在铜箔集电器上，进而制备负极。
(2)正极的制备
以89:5:6的重量比将作为正极材料的LiNi85Co10Al5O2、导电材料和聚合物粘合剂混合进而获得浆料，通过常规方法将浆料涂布在铝箔集电器上，随后干燥进而制备正极。
(3)电化学装置的制备
将多孔聚乙烯膜置于以上制备的正极与负极之间进而获得电极组件，且将电极组件放入袋型壳中进而制备完整单电池。
2.比较例
重复实施例的程序，不同之处在于使用羧甲基纤维素的水溶液(pH 6.78)代替聚丙烯酸钾的水溶液来制备含有负极活性材料的水溶液(pH 5.48)，且在负极的制备中使用所述浆料。
将多孔聚乙烯膜置于以上制备的负极和与实施例的正极相同的正极之间进而获得电极组件，且将电极组件放入袋型壳中进而制备完整单电池。
3.电化学装置循环特性的评价
在持续充放电条件下对上面制备的袋型完整单电池的容量进行测量。
图2显示了在实施例和比较例中制备的袋型完整电池对循环的容量保持率(％)。由图2确认了，在在270次循环之后实施例中制备的单电池的容量保持率为82.1％，而比较例的容量保持率为77.7％。由此，与比较例的循环特性相比，实施例的单电池在其循环特性上显示了约4.4％的提高。
4.负极剥离力的评价
对在实施例和比较例中制备的负极的剥离力进行测量，且将其结果示于表1中。
表1
在实施例中制备的负极的平均剥离力为141.5gF，与比较例的平均剥离力相比，其在剥离力方面显示大约40％的提高。
前述公开仅作为说明而给出，且根据该详细的说明，在本公开的主旨和范围内的各种变化和修改对于本领域的技术人员将显而易见。因此，应该理解，本公开的实施例仅用于说明目的和更好的向本领域的普通技术人员解释而提供，不旨在限制本公开的范围。本公开的保护范围应该由权利要求书限定，与其等价的全部技术主旨都应解释为落在本公开的范围之内。

Claims (20)

1.一种浆料，其包含：
负极活性材料，所述负极活性材料包含碳材料和硅氧化物的混合物；
由丁苯橡胶和聚丙烯酸钾组成的聚合物粘合剂；
导电材料；和
分散介质，
其中所述聚丙烯酸钾通过聚丙烯酸和氢氧化钾(KOH)的中和反应而制得，含有所制得的聚丙烯酸钾的水溶液具有对应于pH 7～pH 9的氢离子浓度，以及
所述浆料在23℃下具有7Pa·s～56Pa·s的粘度和0.1s-1～1s-1的剪切速率，
基于负极活性材料、聚合物粘合剂和导电材料的总重量，丁苯橡胶高于3重量％，
所述浆料还包含水基粘合剂。
2.权利要求1的浆料，基于100重量份的分散介质，所述浆料包含：
80重量份～100重量份的负极活性材料，
5重量份～10重量份的聚合物粘合剂，和
1重量份～5重量份的导电材料。
3.权利要求1的浆料，其中所述聚丙烯酸的重均分子量为400,000～800,000。
4.权利要求1的浆料，其中所述水基粘合剂为选自以下材料中的任一种：羧甲基纤维素、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯/丙烯共聚物、聚丁二烯、丁基橡胶、氟橡胶、聚环氧乙烷、聚乙烯吡咯烷酮、聚环氧氯丙烷、聚磷腈、聚丙烯腈、聚苯乙烯、乙烯/丙烯/二烯共聚物、聚乙烯基吡啶、氯磺化聚乙烯、胶乳、聚酯树脂、丙烯酸树脂、酚醛树脂、环氧树脂、聚乙烯醇、羟丙基纤维素及它们的混合物。
5.权利要求1的浆料，其中所述负极活性材料的平均直径为1μm～30μm。
6.权利要求1的浆料，其中所述负极活性材料还包含金属锂、金属化合物或它们的混合物。
7.权利要求1的浆料，其中所述分散介质为选自以下材料中的任一种：丙酮、四氢呋喃、二氯甲烷、氯仿、二甲基甲酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、环己烷、水及它们的混合物。
8.一种负极，其包含：
集电器；和
负极活性材料层，其通过将权利要求1～7中任一项的包含负极活性材料的浆料涂布在所述集电器的一个或两个表面上，随后干燥而形成。
9.权利要求8的负极，其中所述干燥包括：于120℃～140℃的温度下进行的第一干燥步骤，以及在80℃～100℃的温度下在真空下进行的第二干燥步骤。
10.一种电化学装置，其包含正极、负极、置于所述正极与所述负极之间的隔膜和非水电解液，其中所述负极是权利要求8的负极。
11.权利要求10的电化学装置，其为锂二次电池。
12.一种减轻在电化学装置的循环期间通过锂嵌入和脱嵌引起的负极活性材料的体积膨胀的方法，所述方法包括用以下浆料制备负极，所述浆料包含：
负极活性材料，所述负极活性材料包含碳材料和硅氧化物的混合物；
由丁苯橡胶和聚丙烯酸钾组成的聚合物粘合剂；
导电材料；和
分散介质，
其中所述聚丙烯酸钾通过聚丙烯酸和氢氧化钾(KOH)的中和反应而制得，含有所制得的聚丙烯酸钾的水溶液具有对应于pH 7～pH 9的氢离子浓度，以及
所述浆料在23℃下具有7Pa·s～56Pa·s的粘度和0.1s-1～1s-1的剪切速率，
基于负极活性材料、聚合物粘合剂和导电材料的总重量，丁苯橡胶高于3重量％，
所述浆料还包含水基粘合剂。
13.权利要求12的方法，基于100重量份的分散介质，所述浆料包含：
80重量份～100重量份的负极活性材料，
5重量份～10重量份的聚合物粘合剂，和
1重量份～5重量份的导电材料。
14.权利要求12的方法，其中所述聚丙烯酸的重均分子量为400,000～800,000。
15.权利要求12的方法，其中所述水基粘合剂为选自以下材料中的任一种：羧甲基纤维素、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、乙烯/丙烯共聚物、聚丁二烯、丁基橡胶、氟橡胶、聚环氧乙烷、聚乙烯吡咯烷酮、聚环氧氯丙烷、聚磷腈、聚丙烯腈、聚苯乙烯、乙烯/丙烯/二烯共聚物、聚乙烯基吡啶、氯磺化聚乙烯、胶乳、聚酯树脂、丙烯酸树脂、酚醛树脂、环氧树脂、聚乙烯醇、羟丙基纤维素及它们的混合物。
16.权利要求12的方法，其中所述负极活性材料的平均直径为1μm～30μm。
17.权利要求12的方法，其中所述负极活性材料还包含金属锂、金属化合物或它们的混合物。
18.权利要求12的方法，其中所述分散介质为选自以下材料中的任一种：丙酮、四氢呋喃、二氯甲烷、氯仿、二甲基甲酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)、环己烷、水及它们的混合物。
19.一种负极制备方法，包括
将权利要求1～7中任一项的包含负极活性材料的浆料涂布在所述集电器的一个或两个表面上，随后干燥。
20.权利要求19的方法，其中所述干燥包括：于120℃～140℃的温度下进行的第一干燥步骤，以及在80℃～100℃的温度下在真空下进行的第二干燥步骤。
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